(57)【要約】  本発明は水処理方法及びシステムに関し、環境保護技術分野に属し、具体的に汚水処理方法及びシステムに関する。本発明は高勾配強磁場の作用を利用して、常磁性ワイヤを特定仕様のメッシュベルト構造に編んで高勾配磁場の特定位置に置いて、磁性物質を三次元網目に迅速に捕捉して、空気圧縮装置の空気ブラスト、真空吸入、サイクロン固気分離システムによって、磁性吸着材料を戻して反復利用することができる。同時に、効率的に吸着できる量子レベル炭素磁性媒体及びスペクトル範囲のより広い光源作用における触媒反応を有する光反応性媒体を提供し、光反応性媒体は特定寸法の粒子形態であり、重力で自然に沈降分離し、連続高速作業システムを実現する。【選択図】無
2019526444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水処理方法であって、
汚水に量子レベル炭素磁性媒体を加えて混合し、強磁場を利用して金属イオンを吸着した量子レベル炭素磁性媒体を汚水から分離するイオン処理ステップを含み、前記量子レベル炭素磁性媒体が超常磁性特性を有する量子レベル炭素混合物であることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項２】
量子レベル炭素磁性媒体を混合した液体を磁場領域に置かれる磁気分離槽に導入し、磁場を利用して金属イオンを吸着した量子レベル炭素磁性媒体を回転可能な金属メッシュベルトに吸着して持ち出し、空吹きベルマウスを利用して金属メッシュベルト上の量子レベル炭素磁性媒体を吸着して回収することを含むことを特徴とする請求項１に記載の汚水処理方法。
【請求項３】
汚水処理システムであって、
磁場領域内に位置し、量子レベル炭素磁性媒体を混入した汚水を受けることに用いられ、内部には処理対象液体側から磁性媒体抽出機構側まで移動できる金属メッシュベルトが設置される磁気分離槽を備えることを特徴とする汚水処理システム。
【請求項４】
前記磁性媒体抽出機構がそれぞれ金属メッシュベルトの両側に設置される空吹きベルマウスであり、片側の空吹きベルマウスが正圧であり、他側の空吹きベルマウスが負圧であることを特徴とする請求項３に記載の汚水処理システム。
【請求項５】
前記金属メッシュベルトが常磁性金属で製造された三次元空間を有する金属メッシュであることを特徴とする請求項３に記載の汚水処理システム。
【請求項６】
汚水処理方法であって、
汚水に量子レベル炭素光反応性媒体を加えて混合し、次に混合液に対して溶存酸素反応及び光反応を行う有機分解ステップを含み、前記量子レベル炭素磁性媒体が超常磁性特性を有する量子レベル炭素混合物であることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項７】
前記溶存酸素反応において、混合液が順に配列される貫通孔付き金属片及び複数の異なる直径のキャビティを流れ、各金属片の貫通孔がずらして配列されていることを特徴とする請求項６に記載の汚水処理方法。
【請求項８】
汚水処理システムであって、
両端には中央に孔を開けたエンドカバーが設置され、内部には液体の入口から出口まで金属片Ａ、金属片Ｂ、金属片Ｃが順に設置されるハウジングを備え、前記金属片Ａ及び金属片Ｂには形状が同じであって均一に配置される貫通孔がずらして設置され、前記金属片Ｃの縁部には円周部に沿って複数の貫通孔が等距離に設置されることを特徴とする汚水処理システム。
【請求項９】
汚水処理方法であって、
汚水に量子レベル炭素磁性媒体を加えて混合し、強磁場を利用して金属イオンを吸着した量子レベル炭素磁性媒体を汚水から分離し、前記量子レベル炭素磁性媒体が磁化された量子レベル炭素混合物であるイオン処理ステップと、
イオン処理ステップにおける処理後の液体を量子レベル炭素光反応性媒体に加えて混合し、次に混合液に対して溶存酸素反応及び光反応を行い、前記量子レベル炭素光反応性媒体が量子レベル炭素を含有する光反応性媒体混合物である有機分解ステップと、を含むことを特徴とする汚水処理方法。
【請求項１０】
汚水処理システムであって、
磁場領域内に位置する、量子レベル炭素磁性媒体を混入した汚水を受けるための磁気分離槽を備え、前記磁気分離槽の内部には処理対象液体側から、対向して設置される、それぞれ正負圧である２つの空吹きベルマウスの間まで移動できる金属メッシュベルトが設置され、前記磁気分離槽上にオーバーフロー口が設置されるイオン処理装置と、
量子レベル炭素光反応性媒体を混合するための光反応性媒体混合槽と、前記光反応性媒体混合槽に接続される、内部に金属片アレイ及び複数の異なる直径のキャビティが順に設置される溶存酸素マイクロバブル発生装置と、前記溶存酸素マイクロバブル発生装置に接続される紫外線光源付き光反応器とを備え、前記金属片アレイは複数の貫通孔付き金属片を含み、各金属片の貫通孔がずらして配列されている有機物分解装置と、を備えることを特徴とする汚水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理方法及びシステムに関し、環境保護技術分野に属し、具体的に汚水処理方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
廃水に含有している重金属が環境と人間健康に危害を及ぼし、持続時間が長い。大量の未処理の廃棄物が土壌システムに入り、自然要素の作用下で集まり、土壌環境に残されている。土壌汚染は主に重金属汚染であり、カドミウム、水銀、鉛、ヒ素汚染が最も顕著であり、廃水に含有しているクロム（Ｃｒ）、ヒ素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）等の重金属イオンは分解されにくく、不可逆で、毒性が高く且つ生物に濃縮されやすいといった特徴を有し、微量あれば毒性効果が発生でき、危害が大きい。
【０００３】
汚染された水の従来の処理方法は、化学的沈殿、イオン交換、吸着、膜分離、酸化還元、電解及び抽出等があるが、これらの方法は水温、ｐＨ値、水質等の要素に大きく影響され、ある可溶性物質に対する除去率が低く、且つ二次汚染を引き起こしてしまう。土壌中の有機物及び重金属の処理修復技術は多くあるが、よく使用されているのは物理化学的方法、ファイトレメディエーション、微生物修復法、土壌浸出埋め戻し法等の技術である。現在、土壌の修復工程において、よく使用されている方法は土壌中の汚染物を浸出して浸出水に回収し、処理後の土壌を埋め戻し、浸出後の汚染水を再び水処理する。
【０００４】
磁気分離技術を廃水処理に応用し、特に超伝導高勾配磁気分離技術は重金属廃水の処理態様では独特な利点を有する。廃水中の弱磁性及び非磁性汚染物に対して、様々な特性の磁性媒体による吸着方法で磁気分離処理を迅速に行うことができる。磁気分離処理システムはコストが低く、占有スペースが小さく、効率が高く且つ高速で処理できるといった利点を有するため、近年、新興の科学研究方向となった。重金属汚水の磁気分離を実現するために、超伝導磁性体及び磁気種についての作業を必要とする。超伝導磁性体の組み立ては既に成熟した技術であり、商用製品から容易に取得できる。磁気分離についての重要な問題は、どのように高品質の磁気種を製造するか及び具体的な磁気分離プロセスである。
【０００５】
光触媒酸化法は現在研究中の高度酸化技術の１つであって、環境に優しいグリーンな水処理技術であり、汚水中の有機汚染物を徹底的に酸化分解することができる。一定量の光放射によって、感光性媒体材料は光の照射下で表面が励起されて電子（ｅ−）及び正孔（ｈ＋）を生成する。これらの電子及び正孔は非常に高い還元及び酸化能力を有し、水又は水中に溶存している酸素と反応して、水酸化物遊離基（・ＯＨ）及び超酸化物陰イオン（・Ｏ）を生成することができる。これらの酸化性が非常に高い遊離基は、有機物分子を構成するすべての化学結合を切断分解して、無害化処理を実現することができる。しかしながら、現在、光触媒酸化方法の触媒利用率及び回収率が低く、触媒効率を向上させることにより、光電子及び正孔再結合、並びに他の処理技術を用いて反応効率を相乗的に向上させるといった問題がある。
【０００６】
超伝導高勾配磁気分離技術は独特の分離原理及び多くの利点を有するため、既に将来性のある新規汚水処理技術の１つとなった。技術理論及び装置の発展に伴って、その応用分野が広くなり、工業廃水、生活汚水、汚染された河水及び湖水、並びに汚泥と廃水中の弱磁性及び非磁性汚染物を処理する態様において独特な利点を有し、磁性機能を利用した吸着材料は、既に研究及び少量応用されている。同様に、光触媒酸化方法も優れた特徴を有する。しかしながら、この２つの技術が依然として普及及び大量応用されていない理由は、効率的、経済的、合理的な技術が不足するためであり、特に装置の磁気分離方法及び機能性の磁性吸着材料が効率よくマッチングできるかどうかは、磁気分離技術の特徴を十分に発揮できるかどうかに関わる。光触媒酸化は光反応性媒体が特定の波長光源の照射下で触媒作用を及ぼすことができるものであり、より広い範囲のスペクトル作用下で触媒反応を及ぼす光反応性媒体の開発も、現在該分野における重要な課題の１つとなった。
【０００７】
これらの問題に対して、本発明者はシステムの開発及び基礎材料についての研究を長期間行った上で、高勾配強磁場の作用を利用して、常磁性ワイヤを特定仕様のメッシュベルト構造に編んで高勾配磁場の特定位置に置いて、磁性物質を三次元網目に迅速に捕捉して、空気圧縮装置の空気ブラスト、真空吸入、サイクロン固気分離システムによって、磁性吸着材料を戻して反復利用することを提供する。且つ、本発明は量子レベル炭素磁性媒体及び量子レベル炭素光反応性媒体をそれぞれ磁吸着材料及び光反応性媒体として利用し、汚水中のイオンの吸着効率を向上させ、光源作用における触媒反応のスペクトル範囲を広げる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の主な目的は、従来技術における汚水金属の汚染処理効率が低いという技術的問題を解決し、汚水処理方法及びシステムを提供することであり、該方法及びシステムは量子レベル炭素磁性媒体を磁性吸着材料として利用し、液体中の様々な金属イオンを迅速に吸着して、強磁場の作用下で三次元常磁性金属メッシュベルトに吸着し、金属メッシュベルトの機械駆動によって量子レベル炭素磁性媒体を持ち出して回収することができる。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、従来技術における有機物の汚染処理効率が低いという技術的問題を解決し、汚水処理方法及びシステムを提供することであり、該方法及びシステムは量子レベル炭素光反応性媒体を光反応性媒体として利用し、光源の照射下で、大量の高活性酸化物質を生成することができ、それにより有機物又は無機物を徹底的に酸化分解して、非有害物質を生成することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記技術的問題を解決するために、下記技術案を用いた。
【００１１】
汚水処理方法であって、
汚水に量子レベル炭素磁性媒体を加えて混合し、強磁場を利用して金属イオンを吸着した量子レベル炭素磁性媒体を汚水から分離するイオン処理ステップを含み、前記量子レベル炭素磁性媒体が超常磁性特性を有する量子レベル炭素混合物である。
【００１２】
好ましくは、上記汚水処理方法は、
量子レベル炭素磁性媒体を混合した液体を磁場領域に置かれる磁気分離槽に導入し、磁場を利用して金属イオンを吸着した量子レベル炭素磁性媒体を回転可能な金属メッシュベルトに吸着して持ち出し、空吹きベルマウスを利用して金属メッシュベルト上の量子レベル炭素磁性媒体を吸着して回収することを含む。
【００１３】
汚水処理システムであって、
磁場領域内に位置し、量子レベル炭素磁性媒体を混入した汚水を受けることに用いられ、内部には処理対象液体側から磁性媒体抽出機構側まで移動できる金属メッシュベルトが設置される磁気分離槽を備える。
【００１４】
好ましくは、上記汚水処理システムにおいて、前記磁性媒体抽出機構がそれぞれ金属メッシュベルトの両側に設置される空吹きベルマウスであり、片側の空吹きベルマウスが正圧であり、他側の空吹きベルマウスが負圧である。
【００１５】
好ましくは、上記汚水処理システムにおいて、前記金属メッシュベルトが常磁性金属で製造された三次元空間を有する金属メッシュである。
【００１６】
汚水処理方法であって、
汚水に量子レベル炭素光反応性媒体を加えて混合し、次に混合液に対して溶存酸素反応及び光反応を行う有機分解ステップを含み、前記量子レベル炭素光反応性媒体が量子レベル炭素を含有する光反応性媒体混合物である。
【００１７】
好ましくは、上記汚水処理方法において、前記溶存酸素反応において、混合液が順に配列される貫通孔付き金属片及び複数の異なる直径のキャビティを流れ、各金属片の貫通孔がずらして配列されている。
【００１８】
汚水処理システムであって、
両端には中央に孔を開けたエンドカバーが設置され、内部には液体の入口から出口まで金属片Ａ、金属片Ｂ、金属片Ｃが順に設置されるハウジングを備え、前記金属片Ａ及び金属片Ｂには形状が同じであって均一に配置される貫通孔がずらして設置され、前記金属片Ｃの縁部には円周部に沿って複数の貫通孔が等距離に設置される。
【００１９】
汚水処理方法であって、
汚水に量子レベル炭素磁性媒体を加えて混合し、強磁場を利用して金属イオンを吸着した量子レベル炭素磁性媒体を汚水から分離し、前記量子レベル炭素磁性媒体が超常磁性特性を有する量子レベル炭素混合物であるイオン処理ステップと、
イオン処理ステップにおける処理後の液体を量子レベル炭素光反応性媒体に加えて混合し、次に混合液に対して溶存酸素反応及び光反応を行い、前記量子レベル炭素光反応性媒体が量子レベル炭素を含有する光反応性媒体混合物である有機分解ステップと、を含む。
【００２０】
汚水処理システムであって、
磁場領域内に位置する、量子レベル炭素磁性媒体を混入した汚水を受けるための磁気分離槽を備え、前記磁気分離槽の内部には処理対象液体側から、対向して設置される、それぞれ正負圧である２つの空吹きベルマウスの間まで移動できる金属メッシュベルトが設置され、前記磁気分離槽上にオーバーフロー口が設置されるイオン処理装置と、
量子レベル炭素光反応性媒体を混合するための光反応性媒体混合槽と、前記光反応性媒体混合槽に接続される、内部に金属片アレイ及び複数の異なる直径のキャビティが順に設置される溶存酸素マイクロバブル発生装置と、前記溶存酸素マイクロバブル発生装置に接続される紫外線光源付き光反応器とを備え、前記金属片アレイは複数の貫通孔付き金属片を含み、各金属片の貫通孔がずらして配列されている有機物分解装置と、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
従って、本発明は、
本発明に係る磁性吸着媒体及び量子レベル炭素光反応性媒体が汚水浄化システムと合わせて、水中の重金属、有機汚染物を特別且つ効果的に分離及び分解し、
本発明における磁場に金属常磁性メッシュベルト抽出機構が設置され、常磁性メッシュベルトが高勾配磁場で磁化され、水中の磁性物質を吸着し、吸着された磁性物質が金属常磁性メッシュベルトによって空気圧縮機構に持ち上げられて分離され、それにより磁気分離効果を実現し、磁気分離効果を著しく向上させて、磁気分離コストを削減し、
本発明における量子レベル炭素光反応性媒体は特定の寸法及び比率で光反応器による反応に参加して、自然沈殿法で固液分離し、光反応効果を著しく向上させ、量子レベル炭素光反応性媒体を循環システムによって反復使用し、光磁気反応コストを削減するという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は汚水処理プロセスの模式図である。
【図２−１】図２−１は汚水処理装置システムの重金属処理部の模式図である。
【図２−２】図２−２は汚水処理装置システムの有機物処理部の模式図である。
【図３】図３は磁気分離システムの構造模式図である。
【図４−１】図４−１は超伝導磁性体の外形正面図である。
【図４−２】図４−２は超伝導磁性体の外形平面図である。
【図５】図５は磁気種回収再利用システムを示す図である。
【図６−１】図６−１は三次元常磁性金属メッシュベルトの正面図である。
【図６−２】図６−２は三次元常磁性金属メッシュベルトの側面図である。
【図７】図７は磁性媒体抽出機構の空吹きベルマウスの模式図である。
【図８−１】図８−１は磁性媒体抽出機構の空吹きベルマウスの詳細図である。
【図８−２】図８−２は図８−１の底面図である。
【図８−３】図８−３は図８−１の左面図である。
【図９】図９は溶存酸素マイクロバブル発生装置の構造模式図である。
【図１０−１】図１０−１は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ａ１の構造模式図である。
【図１０−２】図１０−２は図１０−１の側面模式図である。
【図１０−３】図１０−３は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ｂ１の構造模式図である。
【図１０−４】図１０−４は図１０−３の側面模式図である。
【図１０−５】図１０−５は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ａ２の構造模式図である。
【図１０−６】図１０−６は図１０−５の側面模式図である。
【図１０−７】図１０−７は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ｂ２の構造模式図である。
【図１０−８】図１０−８は図１０−７の側面模式図である。
【図１０−９】図１０−９は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ｃの構造模式図である。
【図１０−１０】図１０−１０は図１０−９の側面模式図である。
【図１０−１１】図１０−１１は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ｄの構造模式図である。
【図１０−１２】図１０−１２は図１０−１１の側面模式図である。
【図１０−１３】図１０−１３は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ａ１及びＢ１を重畳した構造模式図である。
【図１０−１４】図１０−１４は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ａ２及びＢ２を重畳した構造模式図である。
【図１０−１５】図１０−１５は溶存酸素マイクロバブル発生装置の金属片Ａ及びＢを重畳した構造模式図である。
【図１１】図１１は溶存酸素マイクロバブル発生装置の各金属片を組み合わせた構造模式図である。
【図１２】図１２はマイクロバブルの寸法及び密度の模式図である。
【図１３】図１３はマイクロバブルのイオン形態を示す図である。
【図１４】図１４は光反応器の構造模式図である。
【図１５】図１５は金属繊維焼結フェルトフィルタの構造模式図である。
【図１６】図１６は電気メッキ有機インク工場の廃水処理効果及び媒体循環統計データを示す図である。
【図１７−１】図１７−１はあるプリント基板工場の廃水処理効果の模式図１である。
【図１７−２】図１７−２はあるプリント基板工場の廃水処理効果の模式図２である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら実施例によって本発明の技術案を更に具体的に説明する。
【００２４】
一、汚水処理プロセス及びシステム構造
【００２５】
図１に本実施例の汚水処理プロセスを示し、該プロセスに使用される汚水浄化システムは順に連通する汚水収集槽、混合槽、超伝導磁気分離システム、光触媒反応装置を備え、更に超伝導磁性媒体を回収再利用する磁性媒体循環装置及び量子レベル炭素光反応性媒体循環装置を備える。
【００２６】
本実施例の汚水浄化システムは重金属処理部及び有機物処理部の２つの部分で構成される併用システムであって、汚水中の重金属及び有機汚染物をそれぞれ処理する方法である。特に相乗処理方法において、本発明に係る磁性吸着媒体及び量子レベル炭素光反応性媒体が汚水浄化システムと合わせて、水中の重金属、有機汚染物を特別且つ効果的に分離及び分解する。
【００２７】
本発明に記載の汚水浄化システムにおいて、使用される超伝導磁気分離機構は超伝導磁性体を含み、超伝導磁性体を取り外して、低温超伝導磁性体又は高温超伝導磁性体に取り替えることができ、超伝導磁性体が超伝導分離装置の内部に所定の高勾配磁場を提供する。磁場に金属常磁性メッシュベルト抽出機構が設置され、常磁性メッシュベルトが高勾配磁場で磁化され、水中の磁性物質を吸着する。吸着された磁性物質が金属常磁性メッシュベルトによって空気圧縮機構に持ち上げられて分離され、それにより磁気分離効果を実現する。前記磁性物質が本発明に係る量子レベル炭素磁性媒体である。
【００２８】
本発明に記載の汚水浄化システムにおいて、使用される光反応処理機構は１組又は複数組の光反応器を備え、量子レベル炭素光反応性媒体は特定の寸法及び比率で光反応器による反応に参加する。自然沈殿方法で固液分離し、量子レベル炭素光反応性媒体を循環システムによって反復使用する。前記量子レベル炭素光反応性媒体が本発明における製造された量子レベル炭素光反応性媒体である。水を磁気分離及び光反応処理してから、高精度の金属繊維焼結フェルト濾過体によって濾過して規定の水準に達する浄水を得る。
【００２９】
図２−１及び図２−２は本実施例の汚水処理システムの１つの好適な具体的な実施システムの構造模式図である。図２−１におけるＡ１口が図２−２におけるＡ２口に接続される。
【００３０】
図２−１に示すように、重金属処理部は具体的に汚水収集槽１を備え、汚水収集槽１の底部が汚水ポンプＰ２によって混合槽３に接続され、混合槽３には槽体の内部を撹拌するための撹拌装置４が設置され、混合槽３の底部が給水ポンプＰ１によって磁気分離槽体７に接続され、磁気分離槽体７に磁性媒体抽出機構８が設置され、該磁性媒体抽出機構８が磁性媒体収集システム９に接続され、磁性媒体収集システム９の回収口が混合槽３に連通し、磁性媒体収集システム９は空気圧縮ポンプＰ３に接続される、対向して設置されている２つの空吹きベルマウスを備え、２つのエアーノズルが三次元常磁性金属メッシュベルト８−６の両側に対向して設置され、一方のエアーノズルは正圧を発生させることに用いられ、他方が負圧を発生させることに用いられ、それにより磁性媒体を三次元常磁性金属メッシュベルト８−６から抽出する。磁気分離槽体７が超伝導体６の磁場範囲内にあり、該超伝導体６が冷却装置２及びシステム制御キャビネット５に接続される。
【００３１】
図２−２に有機物処理部を示し、有機物処理部は、具体的に、磁気分離槽体７上方のオーバーフロー口に接続される量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０を備え、量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０の底部が光反応圧力ポンプＰ４によって溶存酸素マイクロバブル発生装置１１に接続され、溶存酸素マイクロバブル発生装置１１が順に光反応器１２、一次沈殿槽１３、二次沈殿槽１４、浄水フィルタ１５に接続される。
【００３２】
一次沈殿槽１３、二次沈殿槽１４の底部が回収ポンプＰ５及び回収弁Ｆ４によって量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０に接続される。
【００３３】
本実施例において、磁気分離槽体７上方のオーバーフロー口に接続される配管にサンプリング検出口が設置される。該配管は、一次逆流弁Ｆ１によって汚水収集槽１に接続され、一次サンプリング弁Ｆ２によってサンプリング検出口に接続され、給水弁Ｆ３によって量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０に接続される。
【００３４】
以下、本実施例の汚水処理プロセスを具体的に説明する。本実施例において、重金属処理及び有機物処理に対してそれぞれ対応するイオン処理ステップ及び有機物分解ステップを用いたが、以下にそれぞれ説明する。
【００３５】
イオン処理ステップは、具体的に、
汚水を汚水収集槽１に入れた後、汚水ポンプＰ２によって混合槽３に定量的に入れ、混合槽３の上方に磁性媒体投入口が設けられ、濃度要件に応じて、第一サイクロン固気分離器９−１下方の投入口から量子レベル炭素磁性媒体を定量的に供給し、且つ撹拌システム４の撹拌によって十分に混合させるステップ１と、
配管を通して、給水ポンプＰ１によって均一に混合した液体を磁気分離槽体７に直接輸送するステップ２と、
磁気分離槽体７が超伝導磁性体６に接続され、超伝導磁性体６が磁気分離槽体７の内部に０．５Ｔ−５Ｔ強度の磁場を提供し、磁気分離槽体７が入口からの混合液の流体性質及び磁場性質に基づいて整流パネルを設計し、該整流板が混合液の入口下方に設置される４５°平板であってもよく、磁性媒体抽出機構８における金属メッシュベルトの下半部が磁気分離槽体７内の液体中に置かれ、混合液が整流パネルを通して流れる方向に沿って、まず磁性媒体抽出機構８における金属メッシュベルトを流れ、混合液中の磁性物質がすべて強磁場の吸着下で図６−１に示す三次元常磁性金属メッシュベルトに吸着されて、磁性媒体回収再利用システムに輸送されて循環再利用される。混合液中の非磁性大粒子物質が磁気分離槽体７の下部に沈殿して、沈殿物を定期的に排出し（排泥し）、混合液を磁気分離したきれいな物体を磁気分離槽上方のオーバーフロー口から連続的にオーバーフロー排出する。超伝導体が冷却制御キャビネット２に接続される。強磁場の制御を維持し、システム制御キャビネット５がシステムを制御するステップ３と、を含む。
【００３６】
本実施において、有機物分解ステップは、具体的に、
磁気分離後の水を磁気分離槽体７のオーバーフロー口から流れ出し、弁Ｆ２によってサンプリング検出口１で重金属の各項指標をサンプリング検出し、弁Ｆ１を通して、規定の水準に達しない水を汚水収集槽１に戻して再処理し、規定の水準に達すると、弁Ｆ１、Ｆ２をオフにし、Ｆ３をオンにして光反応システムに入れるステップ１と、
弁Ｆ３を通して、水を量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０に入れ、量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０の上方に量子レベル炭素光反応性媒体投入口があり、濃度要件に応じて、量子レベル炭素光反応性媒体投入口から量子レベル炭素光反応性媒体を定量的に投入し、混合槽で十分に混合した後、ポンプＰ４によって混合液に一定の動圧を与え、溶存酸素マイクロバブル発生装置１１によって溶存酸素と十分に反応した後、弁Ｆ５を通して光反応器１２に入れ、光反応器１２は少なくとも１組又は複数組で構成され、弁Ｆ６を通して、光反応器によって反応した混合液を一次沈殿槽１３に入れるステップ２と、
一次沈殿槽１３で沈殿による固液分離を行い、量子レベル炭素光反応性媒体を一次沈殿槽１３の底部に沈殿させ、分離された水を二次沈殿槽１４にオーバーフローさせ、沈殿された量子レベル炭素光反応性媒体が底部でスラリー状態になり、弁Ｆ７、ポンプＰ５及び弁Ｆ４を通して、量子レベル炭素光反応性媒体スラリーを量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０に戻して混合して循環再利用するステップ３と、
二次混合槽によって水中に残された量子レベル炭素光反応性媒体を沈殿分離し続け、弁Ｆ８、ポンプＰ５及び弁Ｆ４を通して、底部の量子レベル炭素光反応性媒体スラリーを量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０に戻して混合して循環再利用し、二次混合槽中の上澄み液を浄水フィルタ１５、弁Ｆ１０、圧力計Ｖ１及びポンプＰ６を通して浄水を得て、弁Ｆ１３を通して、水をサンプリング検出口２でサンプリング検出し、規定の水準に達する水を弁Ｆ１３から直接排出し、弁Ｆ１１、ポンプＰ５及び弁Ｆ４を通して、規定の水準に達しない水を量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０に戻して再処理するステップ４と、を含む。
【００３７】
二、磁気分離及び磁性媒体の回収
【００３８】
図３に示すように、磁気分離システムは超伝導磁性体６、磁気分離槽体７、磁性媒体抽出機構８、吸着機構で構成され、超伝導磁性体６が高温超伝導磁性体であってもよいし、低温超伝導磁性体であってもよい。
【００３９】
磁気分離槽体７は磁気分離槽体を含み、磁気分離槽体に給液口、オーバーフロー口、排泥口が設置され、オーバーフロー口が好ましくは磁気分離槽体の先端に設置される。
【００４０】
給液口及びオーバーフロー口７−１がそれぞれ前記金属メッシュベルトの両側に位置し、且つ、給液口が設置される前記磁気分離槽体７の片側には段階的に内部へ収縮する構造が設置され、各段階の外壁が互いに平行し、各段階の間に４５度傾斜した変径部が設置される。
【００４１】
処理対象液体を給液口から磁気分離槽体の内部に入れて処理し、処理後の残液をオーバーフロー口から排出し、液体中の沈殿物を底部の排泥口から排出する。磁気分離槽体の内部に金属メッシュベルトが設置され、該金属メッシュベルトの一端が磁気分離槽体の内部の従動プーリにヒンジ連結され、他端が磁性媒体抽出機構まで延在して８内部のロータにヒンジ連結され、磁気分離槽体の中央には金属メッシュベルトに接続される複数のテンションプーリが設置される。
【００４２】
磁気分離槽体が超伝導磁性体６の提供する磁場領域内にあり、超伝導磁性体の外形は図４−１、図４−２に示される。具体的に、内部に真空排気口及び電流端子が設置される超伝導本体、冷媒入口、冷媒出口を備える。超伝導磁性体の外形寸法は磁気分離システムの必要に応じて設計され、超伝導磁性体は高温超伝導磁性体であってもよいし、低温超伝導磁性体であってもよい。中心磁場の強度が２Ｔ−５Ｔであり、冷凍機の冷媒が液体ヘリウム又は液体窒素である。例として、低温超伝導磁性体を選択し、冷媒を液体ヘリウムとし、電流端子が超伝導本体に供給する電流を１１４Ａとし、温度監視制御を４Ｋとし、真空排気を１０−６ｈＰａとし、磁場中心を２Ｔとし、磁気分離システムに高勾配磁場を提供する。
【００４３】
磁性媒体抽出機構８及び磁性媒体循環装置は図５に示される。該磁性媒体抽出機構８の内部に駆動プーリが設置され、金属メッシュベルトの一端が該駆動プーリにヒンジ連結される。磁性媒体抽出機構８には対向して設置されている２つの空吹きベルマウスがあり、金属メッシュベルトが２つの空吹きベルマウスの間に位置し、一方の空吹きベルマウスが空気ポンプＰ３の正圧側に接続され、他端が順に複数の固気分離器に接続されて空気ポンプＰ３の負荷圧に連通する。本実施例において、好ましくは２つのサイクロン固気分離器に接続される。
【００４４】
上記構造を用いることにより、空吹きベルマウス及び空気ポンプＰ３が循環空気圧縮動力を提供し、正圧空気をエアダクトによって空吹きベルマウスに送って、三次元常磁性金属メッシュベルトに吸着される磁性物質を空吹きして離脱させるとともに、空気ポンプＰ３の他端の配管に負圧を発生させ、三次元常磁性金属メッシュベルト上の磁性物質を負圧吸着する。
【００４５】
サイクロン固気分離器が二回固気分離して磁性物質の回収目的を実現する。システム要件に応じて、サイクロン固気分離器に収集された量子レベル炭素磁性媒体は混合槽３に磁性媒体を定量的に供給することができる。例として、好ましくは、空気ポンプＰは通風量８．０ｍ３／ｍｉｎ、静圧１６ＫＰａ、パワー８８ＫＷの空気ポンプを選択するが、これに限らず、エアダクトに発生した静圧が１０ＫＰａ−３０ＫＰａ範囲であってもよい。
【００４６】
本実施例における金属メッシュベルトは図６−１、図６−２に示される。該金属メッシュベルトは常磁性金属で製造された三次元空間を有する金属メッシュ、つまり「三次元常磁性金属メッシュベルト」である。該金属メッシュベルトは複数の横軸を備え、隣接する横軸の端部がチェーンスリングによって接続され、横軸にメッシュベルト面が設置され、該メッシュベルト面はチェーンワイヤを三次元空間で波状に編んでなる。使用時、該三次元空間における金属メッシュが高勾配磁場で磁化され、混合液中の磁性物質を金属メッシュベルトの三次元空間に吸着し、メッシュベルトの移動によって磁性物質を持ちながら磁性媒体抽出機構８に輸送する。原則的に、すべての常磁性金属が利用でき、金属メッシュベルトの三次元幾何空間が様々な構造形態を有してもよい。例として、好ましくは常磁性材料ＳＵＳ３１６、三次元空間メッシュΦ２のＳＵＳ３１６ワイヤを編んでなる螺旋管であり、内径が１５ｍｍであり、ピッチが６ｍｍであり、管と管とがΦ２ワイヤで接続される。
【００４７】
本実施例の空吹きベルマウスは図７に示される。該空吹きベルマウスは幾何寸法が同じであって対向する１対のブロー口及び吸気口で構成され、ブロー口の中間には対応する幅の三次元常磁性金属メッシュベルトがあり、ブロー口及び吸気口の静圧が同じであるが、ブロー口が正圧であり、吸気口が負圧であり、それにより三次元常磁性金属メッシュベルト上の磁性物質の吸収及び離脱機能を実現する。ブロー口、三次元常磁性金属メッシュベルト、吸気口の幾何寸法及び方角を適宜調整することができる。例として、ブロー口と吸気口との間の距離が３０ｍｍであり、三次元常磁性金属メッシュベルトが真中に置かれる。
【００４８】
図８−１〜図８−３は本実施例のベルマウスの詳細図である。主に空気管、ベルマウス、固定板を備える。ブロー及び吸気用のベルマウスは幾何寸法が同じであって、適宜調整されてもよい。例として、本発明において、好ましくは、空気静圧が１６ＫＰａであるとき、ブロー及び吸気用のベルマウスの幾何寸法が７ｍｍ×６００ｍｍであり、材質がＳＵＳ３０４である。
【００４９】
三、有機物の分解及び量子レベル炭素光反応性媒体の回収
【００５０】
有機物分解部は主に量子レベル炭素光反応性媒体混合槽、溶存酸素マイクロバブル発生装置、光反応器等の部分を含む。量子レベル炭素光反応性媒体混合槽は主に汚水と量子レベル炭素光反応性媒体との混合に用いられる。以下、主な部材を説明する。
【００５１】
１、溶存酸素マイクロバブル発生装置
【００５２】
磁気分離後の液体が磁気分離槽体７のオーバーフロー口から流れ出してから量子レベル炭素光反応性媒体混合槽１０に入って、次に光反応圧力ポンプＰ４を通して溶存酸素マイクロバブル発生装置１１に入る。
【００５３】
図９に示すように、溶存酸素マイクロバブル発生装置１１はマイクロバブル室及び多径室の２つの部分に分けられる。
【００５４】
マイクロバブル室内に複数の溶存酸素反応ユニットが設置され、それぞれの溶存酸素反応ユニットは複数枚の貫通孔金属片を含む。
【００５５】
金属片の形状は図１０−１〜図１０−１５に示される。図中、Ａ１片及びＢ１片は六角形を呈するよう均一に配列されている貫通孔金属片であり、六角形貫通孔は寸法が同じであって、Ａ１片及びＢ１片における配列が異なり、Ａ１片とＢ１片とが重なり合うとき、Ａ１片におけるそれぞれの六角形貫通孔の円心がＢ１片における３つの隣接する六角形貫通孔の最も近い外部交点であり、図Ａ１−Ｂ１は重なり合う時の模式図である。
【００５６】
Ａ２片及びＢ２片は円形を呈するよう均一に配列されている貫通孔金属片であり、円形貫通孔は寸法が同じであって、Ａ２片及びＢ２片における配列が異なり、Ａ２片とＢ２片とが重なり合うとき、Ａ２片におけるそれぞれの円形貫通孔の円心がＢ２片における３つの隣接する円形貫通孔の最も近い外部交点であり、つまり、Ａ２におけるそれぞれの円形孔の円心とＢ２片における３つの隣接する円形孔の円心との距離が同じであり、図Ａ２−Ｂ２は重なり合う時の模式図である。
【００５７】
Ｃ片は外円部に複数の円弧状貫通孔が開けられる金属板であり、その中間に５つの制限ボルト孔が開けられる。
【００５８】
Ｄ片は中間に貫通孔が開けられる金属板である。Ａ１片とＤ片とが重なり合うとき、Ａ１片における六角形貫通孔が１つのマイクロリアクタ空間を形成する。同様に、Ａ２片、Ｂ１片、Ｂ２片はいずれも同じ効果を有する。図１１は溶存酸素マイクロバブル発生装置の原理図であり、Ａ片、Ｂ片、Ｃ片、Ｄ片を組み合わせた構造を示し、組み合わせた後、１つのマイクロリアクタを形成し、それぞれのマイクロリアクタが隣接するリアクタに連通し、それにより液体媒体が異なる空間、圧力、温度、噴流等の状態で連続的に流れて反応に参加する複数のマイクロリアクタを構成する。
【００５９】
図９における溶存酸素マイクロバブル発生装置は、１つのユニット又は複数のユニットで構成され、液体媒体がマイクロバブル室を通して多径室に入る。多径室内にＡ室、Ｂ室、Ｃ室、Ｄ室、Ｅ室が設置される。各キャビティの直径が異なって一変し、液体媒体が異なる流速及び異なる正負圧の環境において反応に参加し、液体媒体中の溶存酸素が激しい引っ張り及び圧縮状態において大量のイオン化粒子を生成する。
【００６０】
例えば、溶存酸素マイクロバブル発生装置先端のユニット反応デバイスは、好ましくは３−５組の反応器で構成される。末端のＡ室、Ｂ室、Ｃ室、Ｄ室、Ｅ室の内径の比率寸法を適宜選択し、Ｄ室は円錐形室であり、テーパが１：１であり、内径が出口径であり、Ｅ室はオープンキャビティであり、Ｅ室の入口径がＤ室の出口径に等しく、Ｅ室の内径≧Ｄ室の内径。各室の内径は好ましくは比率が３：１．５：４：１：１である。溶存酸素マイクロバブル発生装置の入口側ではポンプＰ４により３−５ｋｇ／ｃｍ２で提供する。
【００６１】
上記構造を用いることにより、量子レベル炭素光反応性媒体及び処理水の液体が図９における溶存酸素マイクロバブル発生装置を流れるとき、発生装置先端の複数のマイクロリアクタに生成した大量の液体中の溶存酸素マイクロバブルを実験によって検出して、図１２に示すマイクロバブルの寸法及び密度の頻度図を取得し、図中、縦軸のオーダが１０６であり、本例の結果は最大頻度の直径が１００ｎｍであり、頻度ピークの直径が約２０ｎｍ（５０％粒子数）、約１２億個の粒子数／ｃｍ３であり、最小頻度の直径が約２５ｎｍである。大量の溶存酸素マイクロバブルが発生装置末端で反応した後、液体媒体の表面及び溶存酸素マイクロバブルの表面にマイクロバブルイオン形態が発生し、図１３はマイクロバブルイオン形態に対してモデルを構築することでイオン電場状態を表示する模式図である。
【００６２】
２．光反応器の原理及び構造
【００６３】
図１４は本発明の光反応器の構造図である。該光反応器は金属外筒、反射層、バーナーチューブ、光源エンドカバー、入口、出口で構成される。バーナーチューブが金属外筒の内部に設置され、バーナーチューブと外筒との間に反射層が設置され、金属外筒の下端に液体入口が設置され、上端に出口が設置される。
【００６４】
溶存酸素マイクロバブル発生装置を流れる液体が大量の溶存酸素イオンを持ちながら量子レベル炭素光反応性媒体の表層に付着され、光反応器の入口から光反応器に入って反応するという現象は、紫外光、量子レベル炭素光反応性媒体、溶存酸素マイクロバブル及び水の相乗関係を形成し、光触媒反応効率の向上に役立ち、量子レベル炭素光反応性媒体が分解して水酸遊離基等の強酸化剤を生成する速度及び有機物の酸化除去率を大幅に向上させる。量子レベル炭素光反応性媒体は多くの光反応物質を含み、主にＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＷＯ３、ＳｎＯ２等を含む。２００ｎｍ−４００ｎｍ波長の光源の照射下で、光反応物質に大量の高活性酸化物質、例えばＯＨ−、Ｏ２、Ｈ等の強酸化剤が生成し、すべての有機物又はある無機物を徹底的に酸化分解して、非有害物質Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等を生成することができる。本発明において、例として、光反応器は本発明のシステムでは、少なくとも１組、好ましくは４組ある。媒体は本発明における製造された粒状量子レベル炭素光反応性媒体であり、粒径が１０ｕｍ−１００ｕｍであり、好ましくは３０ｕｍ−６０ｕｍであり、処理水での投入量が０．１％−１．２％（質量比）であり、好ましくは０．５％−１％（質量比）である。光源は好ましくは６−８ｗの主波長３１５ｎｍ−４００ｎｍの紫外線ランプであり、光の強度が１ｍＷ／ｃｍ２であり。槽体は好ましくはＳＵＳ３１６であり、槽体の内側に反射層が設けられ、反射層は反射機能を有する材料を選択してもよく、好ましくは水銀めっきアクリルプロセスを用いた反射製品であり、槽体の内側に接着される。混合液が３０Ｌ／ｍｉｎの流量で出口から排出される。
【００６５】
３．浄水フィルタの原理及び構造
【００６６】
光反応後の液体が一次沈殿槽１３、二次沈殿槽１４に入る。二次沈殿槽１４内に浄水フィルタ１５が設置される。浄水フィルタ１５の構造は図１５に示される。該浄水フィルタ１５はハウジングを備え、ハウジングに濾過孔が開けられ、濾過孔に濾過体が設置され、ハウジングの内部に浄水出口が設置される。二回沈殿後の清水が浄水フィルタによって浄化処理される。本発明案において、好ましくは金属ハウジングがＳＵＳ３１６であり、濾過網が様々な精密な濾過網を用いてもよく、好ましくは金属繊維焼結フェルト濾過体であり、濾過精度が３−１０ｕｍであり、浄水フィルタを通すと、水質が規定の水準に達する。
【００６７】
四、磁性媒体の製造及び活性化方法
【００６８】
ここで、本実施例における磁気分離時に用いた量子レベル炭素磁性媒体溶液の製造方法及び活性化方法を説明する。
【００６９】
１、磁性媒体の製造方法
【００７０】
本実施例において、以下の２つの実施例によって量子レベル炭素磁性媒体の製造方法を説明する。
【００７１】
実施例１
【００７２】
（２．８−３．２）：１質量比のＨ１２Ｃｌ３ＦｅＯ６及びＦｅＣ１２・４Ｈ２Ｏをイオン水に溶解し、１００ｍｌ当たりのイオン水に加えた溶質の重量を６．５−７．５ｇとするステップ（１）と、
次に、ステップ（１）における溶液を水浴で加熱して、撹拌しながら温度上昇し、温度上昇中に窒素ガスを充填して保護し、４０〜６０℃に温度上昇した後、溶液のｐＨが９程度になるまで、濃アンモニア水を滴加し、温度を安定化するように維持し、１時間以上反応するステップ（２）と、
反応が完了した後、フラスコ中の液体をビーカーに移動し、静置沈殿させるステップ（３）と、
静置沈殿後の混合物から上澄み液を除去し、洗浄液のｐＨが７程度になるまで、脱イオン水を加えて三回洗浄して、ナノ四酸化三鉄を得るステップ（４）と、
磁石でビーカーの底部を吸着し、水を切ってから脱イオン水及び量子レベル炭素溶液を加え、脱イオン水、ナノ四酸化三鉄、量子レベル炭素溶液の比率を１００ｍｌ：（３−３．６ｍｇ）：（６０−７０ｍｌ）とするステップ（５）と、
果核活性炭をステップ（５）における混合物に加えるとともに、撹拌し、回転速度を４００〜６００ｒ／ｍｉｎとし、撹拌時間を２０〜６０分間とし、１００ｍｌ当たりの混合物溶液に１．９−２．１ｇの果核活性炭を加えるステップ（６）と、
磁石でビーカーの底部を吸着し、水を切ってから電気オーブンに入れて乾燥させるステップ（７）と、
乾燥媒体をマッフル炉に入れて無酸素雰囲気下において焼成活性化してから冷却させるステップ（８）と、
冷却後の生成物を８０ｕｍ−１２０ｕｍの生成物に研磨粉砕して、量子レベル炭素磁性媒体を得るステップ（９）と、を含む。
【００７３】
Ｈ１２Ｃｌ３ＦｅＯ６が塩化鉄（ＩＩＩ）六水和物である。
【００７４】
実施例２
【００７５】
２５．３ｇのＨ１２Ｃｌ３ＦｅＯ６及び８．６ｇのＦｅＣ１２・４Ｈ２Ｏを５００ｍｌの脱イオン水を収容しているビーカーに溶解し、完全に溶解してから、三つ口フラスコに移動するステップ（１）と、
三つ口フラスコを水浴槽で加熱し、撹拌しつつ、温度上昇中に窒素ガスを充填して保護するステップ（２）と、
６０℃に温度上昇してから、濃アンモニア水を滴加し、ＰＨを９程度に制御するステップ（３）と、
温度を安定化するように維持し、１時間反応するステップ（４）と、
フラスコ瓶中の液体をビーカーに移動し、静置沈殿させるステップ（５）と、
上澄み液を除去し、脱イオン水を加えて三回洗浄し、ＰＨを７程度に制御して、９．８グラムのナノ四酸化三鉄を得るステップ（６）と、
３０００Ｇｓ永久磁石でビーカーの底部を吸着し、水を切ってから３００ｍｌの脱イオン水を加えるステップ（７）と、
２００ｍｌの量子レベル炭素溶液を反応に参加させるとともに、撹拌し、回転速度を５００ｒ／ｍｉｎとし、撹拌時間を３０分間とするステップ（８）と、
９．８ｇの果核活性炭を反応に参加させるとともに、撹拌し、回転速度を５００ｒ／ｍｉｎとし、撹拌時間を３０分間とするステップ（９）と、
３０００Ｇｓ永久磁石でビーカーの底部を吸着し、水を切ってから電気オーブンに入れて１００℃で乾燥させるステップ（１０）と、
乾燥媒体をマッフル炉に入れて無酸素雰囲気下において５５０℃で４時間焼成活性化し、自然に冷却させるステップ（１１）と、
冷却後の生成物を８０ｕｍ−１２０ｕｍの生成物に研磨粉砕して、本発明の量子レベル炭素磁性媒体を得るステップ（１２）と、を含む。
【００７６】
果核活性炭は５０ｕｍ−１００ｕｍ粒径のクルミ殻材質の植物炭であり、ヨウ素価≧１２００ｍｇ／ｇ、強度≧９５％。
【００７７】
本実施例において、量子レベル炭素溶液は量子レベル炭素を含有する水溶液であり、前記量子レベル炭素溶液は、ＯＲＰが２８０ｍｖ−３８０ｍｖであり、導電率σが１−５ｍｓ／ｃｍであり、起電力が２８０ｍｖ〜３８０ｍｖであり、ｐＨ値が１．５−３．２であり、溶質濃度が０．１％−０．４５％である。前記量子レベル炭素溶液の溶質は酸化された単層グラフェン及び多層グラフェン（≦１０層）の炭素粒子（量子レベル炭素粒子と略称される）からなり、前記単層グラフェン及び多層グラフェンの質量分率が２−４：８−６である。前記グラフェンはｓｐ２を混成した炭素原子が六角形を呈するよう配列されてなる周期的なハニカム状二次元炭素材料であり、単層グラフェンの厚さが０．３３５ｎｍである。酸化された量子レベル炭素粒子の表面に様々な酸素含有基、例えば水酸基、カルボニル基及びカルボキシル基等の活性基を含有し、全体的に量子レベル炭素粒子の酸素含有量の質量分率が４０％−６０％である。
【００７８】
汚水、特に水中の金属イオンの処理において、一般的に、生物法及び化学法で重金属イオンを効果的に除去することが困難であり、このため、吸着法は現在重金属イオンを効果的に除去できる方法の１つであり、量子レベル炭素粒子の表面に多くの高活性酸素含有官能基を含有するため、量子レベル炭素粒子はより高い水溶性及び変化しやすい化学活性を有し、従って金属イオンに作用できる。
【００７９】
量子レベル炭素粒子の表面にカルボキシル基、カルボニル基、及びランダムに分布している水酸基及びエポキシ基が分布しており、表面の大量の水酸基及びカルボキシル基のため、量子レベル炭素表面の負電荷密度を増加させ、金属イオンとの強錯化作用及び静電気作用を強化し、金属イオンの吸着を促進する。大量の官能基が存在することは、量子レベル炭素粒子に多くの吸着部位を提供し、その構造特性によって量子レベル炭素溶液が高性能吸着材料となった。
【００８０】
本実施例の量子レベル炭素磁性媒体の製造によって、量子レベル炭素磁性媒体が超常磁性特性を有し、汚水の中で、量子レベル炭素磁性媒体が液体中の様々な金属イオンを迅速に吸着して、強磁場の作用下で三次元常磁性金属メッシュベルトに吸着し（図６−１）、金属メッシュベルトの機械駆動によって、吸着された金属イオン含有の汚染物を持ちながら、量子レベル炭素磁性媒体を空吹き、空吸いベルマウスに送る。
【００８１】
２、磁性媒体の活性化方法
【００８２】
量子レベル炭素磁性媒体は反復使用されるたびに、吸着に起因して飽和になるため、吸着能力が低下してしまう。本発明の装置システムにおけるサンプリング検出口１での検出において、処理水のいずれか１つの指標が規定の水準に達する前に、量子レベル炭素磁性媒体をすべて回収して、新しい媒体に取り替えるべきである。回収された量子レベル炭素磁性媒体を活性化処理する。活性化処理ステップは、
回収された量子レベル炭素磁性媒体及び脱イオン水を１：３の比率で超音波容器に入れて、撹拌しながら２５ＫＨｚ周波数の超音波で１時間処理するステップ（１）と、
水を濾過して新しい等量の脱イオン水を加えて、撹拌しながら１時間超音波処理し続け、ステップ（１）及びステップ（２）における方法を三回繰り返してから濾過し、１００℃のオーブンで乾燥させるステップ（２）と、
乾燥媒体をマッフル炉に入れて無酸素雰囲気下において５５０℃で４時間焼成活性化し、自然に冷却させるステップ（３）と、
冷却後の生成物を研磨して８０ｕｍ−１２０ｕｍの生成物にふるい分けるステップ（４）と、を含む。
【００８３】
上記方法を用いて活性化した量子レベル炭素磁性媒体は依然として９５％以上の吸着活性を維持することができる。
【００８４】
五、量子レベル炭素光反応性媒体の製造及び活性化方法
【００８５】
ここで、本実施例における有機物を分解するときに使用される量子レベル炭素光反応性媒体の製造方法及び活性化方法を説明する。
【００８６】
１、量子レベル炭素光反応性媒体の製造方法
【００８７】
実施例１
【００８８】
本実施例の量子レベル炭素光反応性媒体の製造方法は、
量子レベル炭素溶液、ＴｉＯ２、高純水及び適量のＮ（ＣＨ３）４ＯＨ・５Ｈ２Ｏを撹拌混合して加熱してスラリーを製造し、量子レベル炭素溶液及びＴｉＯ２の比率を１００ｍｌ：２００ｇとし、スラリーをオーブンに入れて乾燥固化してＲｈ−Ｃ／ＴｉＯ２生成物を得るステップ（１）と、
Ｒｈ−Ｃ／ＴｉＯ２生成物、乾燥ゼオライト粉及び重量１％のＰｔ金属を含有するＨ３ＰｔＣｌ６・５．３Ｈ２Ｏを混合してスラリーを製造するステップ（２）と、
ステップ（２）におけるスラリーを乾燥固化してか焼してＲｈ−Ｐｔ−Ｃ−Ｍ／ＴｉＯ２複合光触媒酸化体を得て、冷却してから２００〜３００メッシュに研磨した生成物は光反応性媒体であるステップ（３）と、を含む。
【００８９】
実施例２
【００９０】
本実施例の量子レベル炭素光反応性媒体の製造方法は、
５０ｇのＴｉＯ２及び５０ｇのゼオライト（Ｍ）をそれぞれ２００ｍｌの高純水を収容しているビーカーに分散し、室温で数分間撹拌し（撹拌回転子が非金属を用いる）、水を除去し、このように三回繰り返すステップ（１）と、
８０℃の真空オーブンで乾燥させて、使用に備え、それぞれ２５ｍｌの量子レベル炭素溶液、５０ｇのＴｉＯ２乾燥粉末及び重量５％のＲｈ金属を含有するＲｈ（ＮＯ３）３を秤取するステップ（２）と、
量子レベル炭素溶液、ＴｉＯ２、３５０ｍｌ高純水及びＮ（ＣＨ３）４ＯＨ・５Ｈ２Ｏを三つ口フラスコに加えて加熱混合し、温度６０℃のスラリーを製造する（撹拌中に毎回フラスコに少量のＲｈ（ＮＯ３）３を徐々に加え、６０℃に維持し、１時間撹拌する）ステップ（３）と、
スラリーを１００℃のオーブンに入れて１２時間乾燥固化して、Ｒｈ−Ｃ／ＴｉＯ２生成物を得るステップ（４）と、
それぞれ得られたＲｈ−Ｃ／ＴｉＯ２生成物、５０ｇの乾燥ゼオライト粉及び重量１％のＰｔ金属を含有するＨ３ＰｔＣｌ６・５．３Ｈ２Ｏを三つ口フラスコに加えて、スラリーを混合製造する（撹拌中に毎回フラスコに少量のＨ３ＰｔＣｌ６・５．３Ｈ２Ｏを徐々に加え、１時間撹拌し、６時間静置する）ステップ（５）と、
スラリーを１００℃のオーブンに入れて１２時間乾燥固化し、次に３８０℃の無酸素雰囲気における電気オーブンに入れて、６時間か焼して、Ｒｈ−Ｐｔ−Ｃ−Ｍ／ＴｉＯ２複合光触媒酸化体を得て、冷却してから瑪瑙コーン又はガラスコーンで２００〜３００メッシュに研磨した生成物は本発明の量子レベル炭素光反応性媒体であるステップ（６）と、を含む。
【００９１】
本発明に記載のＴｉＯ２は煙霧状ナノ二酸化チタンＴｉＯ２Ｐ２５（市場商品）であって、平均粒径２５ｎｍのアナターゼとルチル結晶との混合相の二酸化チタンである。本発明に記載のゼオライト（Ｍ）は３００メッシュに粉砕されたモルデナイトである。
【００９２】
Ｎ（ＣＨ３）４ＯＨ・５Ｈ２Ｏはテトラメチルアンモニウムヒドロキシド五水和物であり、Ｈ３ＰｔＣｌ６・５．３Ｈ２Ｏは塩化白金酸水和物である。
【００９３】
２、量子レベル炭素光反応性媒体の活性化方法
【００９４】
本発明における製造された量子レベル炭素光反応性媒体は反復使用されるたびに、触媒酸化能力及び活性度を長時間維持することができ、その減衰が遅い。しかしながら、本発明の装置システムにおけるサンプリング検出口２での検出において、処理水のいずれか１つの指標が規定の水準に達する前に、量子レベル炭素光反応性媒体をすべて回収して、新しい媒体に取り替えるべきである。回収された量子レベル炭素光反応性媒体を活性化処理する。活性化処理ステップは、
回収された量子レベル炭素光反応性媒体及び脱イオン水を１：３の比率で超音波容器に入れて、撹拌しながら２５ＫＨｚ周波数の超音波で１時間処理するステップ（１）と、
水を濾過して新しい等量の脱イオン水を加えて、撹拌しながら１時間超音波処理し続けるステップ（２）と、
ステップ（１）及びステップ（２）における方法を三回繰り返してから濾過し、１００℃のオーブンで乾燥させるステップ（３）と、
乾燥媒体を３８０℃の無酸素雰囲気におけるマッフル炉に入れて、４時間か焼するステップ（４）と、
冷却してから研磨して２００〜３００メッシュの生成物にふるい分けるステップ（５）と、を含む。
【００９５】
上記方法を用いて活性化した量子レベル炭素光反応性媒体は依然として９５％以上の触媒酸化活性を維持することができる。
【００９６】
六、実施効果
【００９７】
ここで、本発明案を２つの工程の実施例によって上記実施効果を分析・検証する。具体的に以下のとおりである。
【００９８】
実施例１
【００９９】
ある電気メッキ有機インク工場において、該工場の廃水生産量が３００トン／日であり、生産ラインにおける各ユニットに生じた廃水を集中的に収集し、一括処理する。給水水質の各項指標及び処理効果は、下記表に示される。
【０１００】
【表１】
2019526444.tif 000003
【０１０１】
指標の比較は図１６に示すとおり、具体的な実施案は以下のとおりである。
【０１０２】
工場の廃水が本発明の汚染水浄化装置システムに入り、量子レベル炭素磁性媒体の投入量が汚水の１．２％（重量比）であり、量子レベル炭素光反応性媒体の投入量が汚水の１．５％（重量比）であり、超伝導磁性体が低温超伝導磁性体（図４−１、図４−２に示す超伝導磁性体の外形図参照）を用い、冷媒が液体ヘリウムであり、電流端子が超伝導本体に１１４Ａ電流を輸送し、温度監視制御を４Ｋとし、真空排気を１０−６ｈＰａとし、磁場中心を２Ｔとし、磁気分離システムに高勾配磁場を提供する。装置システムの他の各部分はいずれも本発明の好適なパラメータに基づいて処理する。処理結果が完全に規定の水準に達することであり、特に重金属の処理除去率が９６％以上であり、１００％に接近する場合もある。処理効果及び媒体循環統計データによれば、量子レベル炭素磁性媒体及び量子レベル炭素光反応性媒体は、廃水処理を２０回繰り返した後、化学的酸素要求量ＣＯＤｃｒの除去率が依然として９６％−９７％に維持し、アンモニア態窒素の除去率が９７％−９８％に維持し、総銅の除去率が９８％−９９％に維持し、総鉛の除去率が９７％−９９％に維持し、総リンの除去率が９７％−９９％に維持し、ｐＨ値が６−９に安定し、量子レベル炭素磁性媒体及び量子レベル炭素光反応性媒体は相乗使用時、２０回繰り返して使用された後、依然として非常に高い相乗活性を維持していると説明される。
【０１０３】
実施例２
【０１０４】
あるプリント基板工場の廃水の反復使用実験において、該工場の廃水生産量が３０トン／日であり、生産ラインにおける各ユニットに生じた廃水を集中的に収集し、一括処理する。給水水質の各項指標及び処理効果、統計データは下記表に示され、あるプリント基板工場の廃水処理効果及び媒体循環統計データは下記表に示される。
【０１０５】
【表２】
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【０１０６】
その効果の比較は図１７−１、図１７−２に示される。具体的な実施案は以下のとおりである。
【０１０７】
工場の廃水が本発明の汚染水浄化装置システムに入り、量子レベル炭素磁性媒体の投入量が汚水の１．０％（重量比）であり、量子レベル炭素光反応性媒体の投入量が汚水の１．２％（重量比）であり、装置システムの他の各部分はいずれも本発明の好適なパラメータに基づいて処理する。処理結果が完全に規定の水準に達することであり、特にＣＯＤ及びアンモニア態窒素等の指標の向上に対して顕著な効果を有する。処理効果及び媒体循環統計データによれば、量子レベル炭素磁性媒体及び量子レベル炭素光反応性媒体は、廃水処理を１０回繰り返した後、化学的酸素要求量ＣＯＤｃｒの除去率が９１％−９３％に維持し、アンモニア態窒素の除去率が９４％−９７％に維持し、濁度が３．２−４．４に維持し、ｐＨ値が６−９に安定し、量子レベル炭素磁性媒体及び量子レベル炭素光反応性媒体は相乗使用時、１０回繰り返して使用された後、依然として非常に高い相乗活性を維持していると説明される。
【０１０８】
本発明に記載の汚水は様々な工場から排出される汚水、例えば電気メッキ工場、印刷工場、化学品工場、電子工業工場、製紙工場、食品工場等から排出される汚水を含むが、それらに限らない。都市汚水及び日常生活から排出される汚水も含む。更に河水、地表水、地下水等を含む。前記廃水を廃水処理工場で集中的に浄化処理してもよい。
【０１０９】
本発明に記載の汚水中の汚染物は様々な物質、例えばクロム（Ｃｒ）、ヒ素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、水銀（Ｈｇ）、鉛（Ｐｂ）等の重金属イオンを含む。更に有機物質、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、ＢＯＤ（生物的酸素要求量）及びＴＯＣ（全有機炭素）指数の増加を引き起こした物質を含む。これらの物質は単に例示のためのものであるが、これに限らず、更に細菌、ウイルス等の特別な化学構造を含む。
【０１１０】
本明細書に説明される具体的な実施例は本発明の趣旨を例示して説明するためのものに過ぎない。当業者であれば、本発明の趣旨又は添付の特許請求の範囲を逸脱せずに、説明される具体的な実施例に対して種々の修正、追加又は同様の方式で置換を行うことができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１  汚水収集槽
２  冷却装置の制御キャビネット
３  混合槽
４  撹拌システム
５  システム制御キャビネット
６  超伝導体
６−１  冷凍機
６−２  磁場領域
６−３  磁場中心
６−４  超伝導本体
６−５  電流端子
６−６  冷媒入口
６−７  冷媒出口
６−８  真空排気口
６−９  温度監視
７  磁気分離槽体
７−１  オーバーフロー口
８  磁性媒体抽出機構
８−１  駆動プーリ
８−２  従動プーリ
８−３  テンションプーリ
８−４  吸気口
８−５  ブロー口
８−６  三次元常磁性金属メッシュベルト
８−７  ガス流路
８−８  固定板
８−９  ベルマウス
９  磁性媒体収集システム
９−１  第一サイクロン固気分離器
９−２  第二サイクロン固気分離器
９−３  エアダクト
１０  量子レベル炭素光反応性媒体混合槽
１０−１  量子レベル炭素光反応性媒体投入口
１１  溶存酸素マイクロバブル発生装置
１１−１  位置決めボルト
１１−２  溶存酸素マイクロバブル発生装置ハウジング
１２  光反応器
１２−１  光源エンドカバー
１２−２  出口
１２−３  金属外筒
１２−４  反射層
１２−５  光源
１２−６  入口
１３  一次沈殿槽
１４  二次沈殿槽
１５  浄水フィルタ
１５−１  浄水出口
１５−２  浄水装置ハウジング
１５−３  濾過体
Ｐ１  給水ポンプ
Ｐ２  汚水ポンプ
Ｐ３  空気圧縮ポンプ
Ｐ４  光反応圧力ポンプ
Ｐ５  回収ポンプ
Ｐ６  排水ポンプ
Ｆ１  一次逆流弁
Ｆ２  一次サンプリング弁
Ｆ３  給水弁
Ｆ４  回収弁
Ｆ５  光反応入口弁
Ｆ６  光反応出口弁
Ｆ７  量子レベル炭素光反応性媒体回収弁
Ｆ８  量子レベル炭素光反応性媒体二次回収弁
Ｆ９  逆洗洗浄弁
Ｆ１０  逆洗遮断弁
Ｆ１１  二次逆流弁
Ｆ１２  ドレン弁
Ｆ１３  二次サンプリング弁
Ｖ１  圧力逆洗計
Ｖ２  負圧計
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図８−３】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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【図１０−５】
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【図１０−６】
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【図１０−７】
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【図１０−８】
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【図１０−９】
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【図１０−１０】
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【図１０−１１】
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【図１０−１２】
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【図１０−１３】
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【図１０−１４】
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【図１０−１５】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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【国際調査報告】
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